JPH08128996A

JPH08128996A - 超音波画像化装置

Info

Publication number: JPH08128996A
Application number: JP6269274A
Authority: JP
Inventors: Hiroichi Karasawa; 博一唐沢; Masayuki Nakamoto; 正幸中本; Mamoru Izumi; 守泉; Takehiko Suzuki; 健彦鈴木; Satoshi Nagai; 敏長井; Tomiyoshi Yukinori; 富美行則
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-11-02
Filing date: 1994-11-02
Publication date: 1996-05-21

Abstract

(57)【要約】【目的】超音波発受信の圧電素子に接続する各アンプや
切換器とコントローラを耐熱耐放射線性の真空マイクロ
素子で形成して圧電素子に近接して設け、検出感度と解
像度に優れた超音波センサ部による超音波画像化装置を
提供する。【構成】請求項１記載の超音波画像化装置は、直線上ま
たは同一平面上に規則的に配列した超音波の発受信をす
る多数の圧電素子４からなる超音波センサ部１が、前記
圧電素子４と、各圧電素子４が発受信する信号の発信及
び受信用アンプ21，23と、この発信及び受信用アンプ2
1，23に対する信号を切替える発信及び受信用切替器2
0，22と、これらを制御するコントローラ19とからな
り、前記発信及び受信用アンプ21，23や発信及び受信用
切替器20，22とコントローラ19等がいずれも耐熱，耐放
射線性で前記圧電素子４に近接して設けたことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高速増殖炉等の液体金
属冷却原子炉の原子炉容器内において冷却材として収容
した液体金属の例えばナトリウム中において、超音波ト
ランスデューサを不透明なナトリウム内で走査して、炉
内に設置した構造物を目視化して検査を行う超音波画像
化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の超音波画像化装置においては図８
のブロック構成図に示すように、炉内検出部である超音
波センサ部１は、例えば検査ロボットアーム２の先端に
取り付けられて不透明な液体金属３である例えばナトリ
ウム中に浸漬されている。この超音波センサ部１の表面
において平面的に規則的に多数配列された圧電素子４に
は、検査ロボットアーム２の外部に設置された信号処理
装置５からの指令に基づいて、発信器６から電圧パルス
信号が発信される。

【０００３】さらに、コントローラ７からの切換制御指
令８にしたがって発信用切換器９の１つが閉じられ、こ
の閉じた回路の発信用アンプ10により前記発信器６から
の電圧パルス信号が増幅されて、高電圧パルスとして１
つの圧電素子４に印加される。これにより、当該圧電素
子４の表面から液体金属３内に超音波エコー11が発信さ
れる。この発信された超音波エコー11は、液体金属３内
を伝播して対象物12にて反射され、他の圧電素子４によ
り受信される。

【０００４】この圧電素子４が受信した微小信号は、前
記コントローラ７からの切換制御指令８にしたがって閉
じた受信用切換器13の回路を介し、受信用アンプ14に入
力され、増幅した後にアナログ、ディジタル変換器15
（以下Ａ／Ｄ変換器と略称する）に入力される。

【０００５】以上の動作をコントローラ７が例えば、圧
電素子４の数がＮ個ある場合に、１個の圧電素子４を発
信用として順次切り替えると同時に、常に残りのＮ−１
個の圧電素子４を受信用として選択する。このＮ−１個
の圧電素子４による受信信号は、Ａ／Ｄ変換器15に取り
込まれて、ディジタル信号に変換されて信号処理装置５
に出力する。信号処理装置５では、この信号を開口合成
することにより画像化し、不透明な液体金属中の対象物
12の画像を再生して表示装置16において観察可能にして
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の超音波画像化装
置では、超音波センサ部１における多数の圧電素子４と
接続する受信用切換器13を始め、発信用アンプ10と受信
用アンプ14、及び発信用切換器９やコントローラ７等
が、検査ロボットアーム２の外部に設置されている。し
たがって、検査ロボットアーム２の内部には、多数の圧
電素子４と同数のケーブル17を収納する必要があり、こ
の収納スペース上の制約により圧電素子４の数を増やし
て超音波センサ部１としての解像度を向上することがで
きないという課題があった。

【０００７】さらに、前記発信用アンプ10及び受信用ア
ンプ14が検査ロボットの外部に設置されていることか
ら、検査ロボットアーム２の先端に取り付けた圧電素子
４へ印加する高電圧パルスが長いケーブル17内にて減衰
すると共に、同様に圧電素子４が受信した微弱な超音波
信号も減衰して信号波形が変形する。

【０００８】これらより、超音波画像化装置として信号
とノイズの比であるＳ／Ｎが低くなり、検出感度や解像
度が低下する。また、圧電素子４の小形化ができないた
めに、圧電素子４を集積化して超音波センサ部１の小形
化と解像度の改良が困難であった。

【０００９】本発明は、超音波を発受信する圧電素子に
接続する各種アンプや切換器とコントローラを耐熱，耐
放射線性の真空マイクロ素子で形成して圧電素子に近接
して設けて、小型で検出感度と解像度に優れた超音波セ
ンサ部による超音波画像化装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１記載の発明に係る超音波画像化装置は、液体金
属冷却原子炉の原子炉容器内に設置して液体金属中に浸
漬された構造物を超音波により画像化する監視装置にお
いて、直線上または同一平面上に規則的に配列した超音
波の発受信をする多数の圧電素子からなる超音波センサ
部が、前記多数の圧電素子と、各圧電素子が発受信する
信号を増幅する発信及び受信用アンプと、この発信及び
受信用アンプに対する信号を切り替える発信及び受信用
切替器と、これら発信及び受信用切替器を制御するコン
トローラとからなり、前記発信及び受信用アンプや発信
及び受信用切替器とコントローラ等がいずれも耐熱，耐
放射線性で前記圧電素子に近接して設けたことを特徴と
する。

【００１１】請求項２記載の発明に係る超音波画像化装
置は、前記超音波センサ部において、超音波を発信をす
る多数の圧電素子へ供給する信号を増幅する発信用アン
プが耐熱，耐放射線性の真空マイクロ素子からなること
を特徴とする。請求項３記載の発明に係る超音波画像化
装置は、前記超音波センサ部において、超音波を受信を
する多数の圧電素子からの信号を増幅する受信用アンプ
が耐熱，耐放射線性の真空マイクロ素子からなることを
特徴とする。

【００１２】請求項４記載の発明に係る超音波画像化装
置は、前記超音波センサ部において、多重伝送された信
号を切り替えて各圧電素子へ印加するための発信用切替
器が、耐熱，耐放射線性の真空マイクロ素子からなるこ
とを特徴とする。請求項５記載の発明に係る超音波画像
化装置は、前記超音波センサ部において、各圧電素子か
らの信号を切り替えて多重伝送するための受信用切替器
が、耐熱，耐放射線性の真空マイクロ素子であることを
特徴とする。

【００１３】請求項６記載の発明に係る超音波画像化装
置は、前記多重伝送された信号及び各圧電素子からの信
号を切り替える発信及び受信用切替器を制御するコント
ローラが、耐熱，耐放射線性の真空マイクロ素子により
構成したロジック回路であることを特徴とする。請求項
７記載の発明に係る超音波画像化装置は、前記耐熱，耐
放射線性の真空マイクロ素子からなる発信用アンプと一
体に超音波を発受信する圧電素子を設けたことを特徴と
する。

【００１４】請求項８記載の発明に係る超音波画像化装
置は、前記耐熱，耐放射線性の真空マイクロ素子からな
る発信及び受信用アンプと、発信及び受信用切替器と、
コントローラと、超音波を発受信する圧電素子を集積し
て一体化したことを特徴とする。

【００１５】

【作用】請求項１記載の発明によれば、液体金属中に浸
漬された構造物は、超音波画像化装置の超音波センサ部
に形成された多数の圧電素子が発受信する超音波エコー
により監視される。前記圧電素子は発信用アンプで増幅
された高電圧パルスが、コントローラで制御された受信
用切替器を介して加えられて超音波エコーを発信し、構
造物から反射した超音波エコーによる微小な受信信号
は、多数の圧電素子を介して受信用アンプにより増幅さ
れる。

【００１６】前記多数の圧電素子に接続される発信及び
受信用切替器と、この発信及び受信用切替器により信号
を切り替えられる発信及び受信用アンプと、前記発信及
び受信用切替器を制御するコントローラ等を耐熱，耐放
射線性として液体金属中で圧電素子に近接して設けてい
る。

【００１７】このために、各機器相互間の接続距離が短
く、ケーブル数が少ないために、授受する信号の減衰と
ノイズの影響が減少してＳ／Ｎが改善され、受信信号を
再生した構造物の画像が鮮明に得られる。また超音波セ
ンサ部が小形になり、検査ロボット内に収納することに
より、検査ロボットも小形にできる。

【００１８】請求項２記載の発明は、前記超音波センサ
部の圧電素子に近接して設置する発信用アンプを、耐
熱，耐放射線性の真空マイクロ素子で、その回路構成に
より増幅用アンプとしたので、この発信用アンプが耐
熱，耐放射線性で小形化され、超音波センサ部が小形に
できる。

【００１９】請求項３記載の発明は、前記超音波センサ
部の圧電素子に近接して設置する受信用アンプを耐熱，
耐放射線性の真空マイクロ素子で、その回路構成により
増幅用アンプとしたので、この受信用アンプが耐熱，耐
放射線性で小形化され、超音波センサ部が小形にでき
る。

【００２０】請求項４記載の発明は、前記超音波センサ
部の圧電素子に近接して設置する発信用切替器を耐熱，
耐放射線性の真空マイクロ素子で、その回路構成により
切替器としたので、この発信用切替器が耐熱，耐放射線
性で小形化され、超音波センサ部が小形にできる。

【００２１】請求項５記載の発明は、前記超音波センサ
部の圧電素子に近接して設置する受信用切替器を耐熱，
耐放射線性の真空マイクロ素子で、その回路構成により
切替器としたので、この受信用切替器が耐熱，耐放射線
性で小形化され、超音波センサ部が小形にできる。

【００２２】請求項６記載の発明は、前記超音波センサ
部の圧電素子に近接して設置するコントローラを耐熱，
耐放射線性の真空マイクロ素子として、ロジック回路を
形成したので、コントローラが耐熱，耐放射線性で小形
化され、超音波センサ部が小形にできる。

【００２３】請求項７記載の発明は、前記超音波センサ
部の圧電素子を耐熱，耐放射線性の真空マイクロ素子か
らなる発信用アンプと一体に構成したので、超音波エコ
ーの発受信の機能が向上し、超音波センサ部が小形にで
きる。

【００２４】請求項８記載の発明は、前記発信及び受信
用アンプと発信及び受信用切替器と、及びコントローラ
を耐熱，耐放射線性の真空マイクロ素子で形成する共
に、超音波を発受信する圧電素子と集積して一体化した
ことにより、超音波センサ部の小形化と共にＳ／Ｎが向
上し、高密度化することによる超音波の指向角が拡大し
て解像度が向上する。

【００２５】

【実施例】本発明の一実施例について図面を参照して説
明する。なお、上記した従来技術と同じ構成部分には同
一符号を付して詳細な説明を省略する。第１実施例は、
図１のブロック構成図に示すように検査ロボットアーム
２の外部で液体金属３の外には、各圧電素子４に対する
超音波の発受信制御と、各圧電素子４からの信号を開口
合成して画像化する信号処理装置５が設置してある。

【００２６】さらに、信号処理装置５に接続されて、こ
の信号処理装置５の指令に基づき超音波の電圧パルス信
号を多重化して１本のケーブル17により出力する発信器
６と、前記各圧電素子４の受信信号を多重化して１本の
ケーブル17により入力し、アナログ信号からディジタル
信号に変換して前記信号処理装置５に伝達するＡ／Ｄ変
換器15と、信号処理装置５において画像化された画像信
号を再生して観察可能ににする表示装置16が設置されて
いる。

【００２７】また、液体金属３に浸漬されている部分
は、液体金属３による高温と高レベルの放射線に耐える
構造としている超音波センサ部18は、例えば検査ロボッ
トアーム２の先端に取り付けられていて、検査ロボット
アーム２と共に液体金属３に浸漬されている。超音波セ
ンサ部18の表面には平面的で規則的に多数の圧電素子４
が配列してあり、また耐熱，耐放射線コントローラ19も
同様に検査ロボットアーム２に設置している。

【００２８】さらに、前記発信器６に接続された１本の
ケーブル17の先端には、前記多数の圧電素子４のそれぞ
れに対応した多数のスイッチで構成される耐熱，耐放射
線発信用切換器20が接続されていて、この耐熱，耐放射
線発信用切換器20の各スイッチは、それぞれ多数の増幅
用アンプで構成される耐熱，耐放射線発信用アンプ21を
介して前記各圧電素子４に接続している。

【００２９】さらに、前記多数の圧電素子４と、前記Ａ
／Ｄ変換器15に接続された１本のケーブル17の先端との
間には、各圧電素子４に対応した多数のスイッチで構成
される耐熱，耐放射線受信用切換器22と、多数の増幅用
アンプで構成される耐熱，耐放射線受信用アンプ23が接
続されている。また、前記耐熱，耐放射線発信用切換器
20と耐熱，耐放射線受信用切換器22は、いずれも前記耐
熱，耐放射線コントローラ19により、その開閉が制御さ
れるようにして構成されている。

【００３０】次に上記構成による作用について説明す
る。発信器６よりケーブル17を経由して多重化された電
圧パルス信号が出力されると共に、耐熱，耐放射線性コ
ントローラ19からの切換制御指令８により、耐熱，耐放
射線発信用切換器20の１つが閉じられ、さらに、当該耐
熱，耐放射線発信用切換器20に対応する回路以外の耐
熱，耐放射線受信用切換器22が閉じられる。

【００３１】このために、前記閉じられた１つの耐熱，
耐放射線発信用切換器20の回路にある耐熱，耐放射線発
信用アンプ21にて、発信器６から出力された電圧パルス
信号が増幅され、この高電圧パルスは、液体金属３中に
浸漬された検査ロボットアーム２の先端に設置した超音
波センサ部18における多数の圧電素子４の内の１つで、
当該回路に対応する圧電素子４に印加される。

【００３２】これにより、当該圧電素子４の表面から液
体金属３内に超音波エコー11が発信され、発信された超
音波エコー11は、対象物12から反射されて、超音波セン
サ部18の複数または全数の圧電素子４にて受信される。
なお、前記耐熱，耐放射線性コントローラ19からの切換
制御指令８は、前記耐熱，耐放射線発信用切換器20、及
び耐熱，耐放射線受信用切換器22における、それぞれ多
数スイッチを所定の組合わせに応じて開閉させる。

【００３３】これにより、超音波センサ部18における多
数の圧電素子４は、その都度超音波エコー11の発信と受
信を行い、この受信された微小な受信信号は、各圧電素
子４に対応する回路の耐熱，耐放射線受信用切換器22を
介して耐熱，耐放射線受信用アンプ23に入力され、それ
ぞれで増幅されると共に、多重化されて１本のケーブル
17から、液体金属３の外部に設置したＡ／Ｄ変換器15に
伝達される。

【００３４】このＡ／Ｄ変換器15で変換された信号は、
信号処理装置５において画像化され、この画像信号は表
示装置16で再生して対象物12の画像が観察できるので、
炉内で不透明な液体金属３中に設置した各種対象物12の
状態が監視できる。

【００３５】なお、以上の動作は耐熱，耐放射線コント
ローラ19が、例えば、超音波センサ部18において圧電素
子４の数がＮ個あった場合に、１個の圧電素子４を発信
用として順次切り換えると同時に、常に残りのＮ−１個
の圧電素子４を受信用として選択して、これらの受信信
号をＡ／Ｄ変換器15に取り込み、信号処理装置５に伝達
する。

【００３６】これにより、取り込んだ膨大な量の超音波
エコー11のデータを開口合成することにより画像が再生
されて、表示装置16上に表示することができる。また、
耐熱，耐放射線発信用切換器20と耐熱，耐放射線発信用
アンプ21、及び耐熱，耐放射線受信用切換器22と耐熱，
耐放射線受信用アンプ23、さらに耐熱，耐放射線コント
ローラ19を、全て検査ロボットアーム２内の超音波セン
サ部18に近接して配置し、相互間の配線距離を短くする
ことによりＳ／Ｎが向上する。

【００３７】なお、以上の耐熱，耐放射線発信用切換器
20と耐熱，耐放射線発信用アンプ21、及び耐熱，耐放射
線受信用切換器22と耐熱，耐放射線受信用アンプ23、さ
らに耐熱，耐放射線コントローラ19を、圧電素子４の極
力近くに配置して、超音波センサ部18との一体化が容易
となる。

【００３８】さらに信号を多重化して、少ない数のケー
ブル17で信号の授受をするので、検査ロボットアーム２
を貫通するケーブル17の数と収納スペースを極力抑える
ことが可能となり、超音波センサ部18における圧電素子
４の配列数を増やすことにより、解像度を向上すること
ができる。

【００３９】また、耐熱，耐放射線受信用アンプ23、耐
熱，耐放射線発信用アンプ21が超音波センサ部18に近接
されるため信号の減衰が少なく、従来はケーブル17の静
電容量により圧電素子４の小型化に限界があったもの
が、影響を受けなくなる。このことから、圧電素子４の
小型化と集積化が可能となるため、指向角を広くするこ
とや、周波数が上げられて、超音波波形が改善される。
また、Ｓ／Ｎが改善されること等により超音波画像の解
像度が向上する。

【００４０】第２実施例は、液体金属３中に配置される
前記耐熱，耐放射線発信用切換器20と耐熱，耐放射線受
信用切換器22、及び耐熱，耐放射線受信用アンプ23と耐
熱，耐放射線発信用アンプ21、さらに耐熱，耐放射線コ
ントローラ19については、炉心冷却材の液体金属３によ
る高温で高いレベルの放射線を受けることから、この環
境に耐えることが必要である。

【００４１】また、それぞれの機器は、極力小形化して
集積化することにより、上記した機能を向上する効果が
得られる。このための手段として、図２の断面構成図に
示すように全ての機器と機能を真空マイクロ素子24によ
り達成することができる。

【００４２】この真空マイクロ素子24は、真空中で平板
のアノード25に対峙して先端が先鋭な形状のエミッタ26
との間にゲート27を設け、相互を絶縁層28で電気的に絶
縁している。また、エミッタ26の先端とアノード25の間
には、真空空間30の微小空間が形成されており、直流電
源29により直流電圧が印加されているため、エミッタ26
の先端部とアノード25間には、強力な電界が形成されて
いる。

【００４３】このため、ゲート27に微弱な点圧を与える
だけで、アノード25とエミッタ26間の電流が大きく変化
することから、信号の増幅作用及びスイッチング機能を
果たすことが可能である。また、アノード25とエミッタ
26、及び絶縁層28等の真空マイクロ素子24の材質は、全
て金属またはセラミックにより形成されていることか
ら、耐熱性，耐放射線性に優れるという特徴があり、炉
心冷却材の液体金属３による高温で高いレベルの放射線
に十分耐える性能を有している。

【００４４】図３（ａ）の回路図、及び図３（ｂ）の特
性図は、真空マイクロ素子24を増幅及びスイッチングの
基本型の構成例である。この真空マイクロ素子24におい
ては、図３（ａ）のように回路への入力はゲート入力電
圧Ｙであり、出力はアノード25とエミッタ26間の電流を
負荷抵抗31により出力電圧Ｚとして取り出す。なお、符
号32はアースを示す。

【００４５】この回路の作動特性は図３（ｂ）に示すも
ので、ゲート入力電圧Ｙを増幅領域Ｕで与えると増幅用
アンプとして機能し、ゲート入力電圧Ｙをスイッチング
領域Ｖに付加すると切替器として働く。これにより、真
空マイクロ素子24のゲート入力電圧Ｙを調節することに
より、前記耐熱，耐放射線発信用切換器20と耐熱，耐放
射線受信用切換器22、及び耐熱，耐放射線発信用アンプ
21と耐熱，耐放射線受信用アンプ23を実現することは容
易である。

【００４６】また、この真空マイクロ素子24により、前
記耐熱，耐放射線コントローラ19を実現するためには、
ロジック回路を形成することが必要である。一般にロジ
ック回路につては、ＡＮＤ、ＯＲと反転ロジックを組み
合わせることで構成することが可能である。次に真空マ
イクロ素子24によるＡＮＤ、ＯＲと反転ロジックの構成
例を示す。

【００４７】図４（ａ）回路図と図４（ｂ）特性図は、
真空マイクロ素子24と２つの直流電源29ａ，29ｂ、およ
び負荷抵抗31により反転ロジックの回路を構成した例
で、図中でゲート入力電圧Ｙが印加されていない場合
（論理的に０）は、アノード25とエミッタ26間の電流が
流れないため、出力電圧Ｚは正の電源電圧（論理的に
１）である。

【００４８】しかしながら、ゲート入力電圧Ｙを前記ス
イッチング領域Ｖのレベル（論理的に１）まで印加する
と、アノード25とエミッタ26間の電流が急激に立ち上が
るため、負荷抵抗31を適当な値以上にすることにより出
力電圧Ｚは０（論理的に０）となり反転ロジックが成立
する。

【００４９】同様の原理で、図５（ａ）の回路図と図５
（ｂ）の特性図は、２つの真空マイクロ素子24ａ，24ｂ
と直流電源29、及び負荷抵抗31によりＯＲロジックの回
路を構成した例であり、さらに、図６（ａ）の回路図と
図６（ｂ）の特性図は、同じく２つの真空マイクロ素子
24ａ，24ｂと直流電源29、及び負荷抵抗31によりＡＮＤ
ロジックの回路の構成例を示す。

【００５０】以上に示すように、真空マイクロ素子24を
使用して、図４〜図６のそれぞれ反転、ＯＲ、ＡＮＤロ
ジックの基本回路を組み合わせることにより、耐熱，耐
放射線コントローラ19として、任意のディジタル回路を
構築することができる。

【００５１】第３実施例は、超音波センサ部18の集積化
に係り、図７の回路図に示すように、圧電素子４を真空
マイクロ素子24による耐熱，耐放射線受信用アンプ22に
組み込むことにより、圧電素子付真空マイクロ素子33を
構成させた例である。

【００５２】ここで圧電素子４を真空マイクロ素子24の
アノード25に組み込む方法としては、圧電素子４をアノ
ード25（金属製）に直接ろうづけ等で接合するか、また
は、アノード25上にニオブ酸リチウムの単結晶等やチタ
ン酸鉛の圧電素子の材料を気層、または液層成長させて
圧電素子４を形成する方法により実現される。これによ
り、超音波センサ部18における圧電素子４と耐熱，耐放
射線受信用アンプ22は、集積化されて容易に小形とな
り、またＳ／Ｎ特性も向上する。

【００５３】さらに、真空マイクロ素子24を集積化する
ことにより、超音波センサ部18における多数の圧電素子
４に対応した多数のスイッチからなる前記耐熱，耐放射
線発信用切換器20と耐熱，耐放射線受信用切換器22、及
び多数のアンプからなる耐熱，耐放射線発信用アンプ21
と耐熱，耐放射線受信用アンプ23、さらに耐熱，耐放射
線コントローラ19のそれぞれの小形化が実現できると共
に、全体を集積して超音波センサ部18として一体に小形
化することも可能である。

【００５４】

【発明の効果】以上本発明によれば、液体金属冷却型高
速増殖炉における超音波画像化装置の超音波センサ部に
おいて、発受信用切換器と発受信用アンプ及びコントロ
ーラを耐熱，耐放射線性で小形化し、ケーブル数も削減
されることから、超音波センサ部との一体化が可能とな
り、例えば検査ロボットアーム内に収納して検査ロボッ
トの小形化にも寄与する。

【００５５】また、超音波センサ部の圧電素子の多数化
により超音波の指向角を広くすることができ、超音波画
像を再生するための超音波データの数が増え、ケーブル
数とその長さの削減によりノイズが一層減少して、Ｓ／
Ｎと画像の解像度が向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例の超音波画像化装置のブ
ロック構成図。

【図２】本発明に係る一実施例の真空マイクロ素子の縦
断面構成図。

【図３】本発明に係る一実施例の真空マイクロ素子の増
幅及びスイチング回路で（ａ）は回路図、（ｂ）は特性
図。

【図４】本発明に係る一実施例の真空マイクロ素子によ
る反転ロジックで（ａ）は回路図、（ｂ）は特性図。

【図５】本発明に係る一実施例の真空マイクロ素子によ
るＯＲロジックで（ａ）は回路図、（ｂ）は特性図。

【図６】本発明に係る一実施例の真空マイクロ素子によ
るＡＮＤロジックで（ａ）は回路図、（ｂ）は特性図。

【図７】本発明に係る一実施例の圧電素子付き真空マイ
クロ素子の回路図。

【図８】従来の超音波画像化装置のブロック構成図。

【符号の説明】

１，18…超音波センサ部、２…検査ロボットアーム、３
…液体金属（ナトリウム）、４…圧電素子、５…信号処
理装置、６…発信器、７…コントローラ、８…切換制御
指令、９…発信用切換器、10…発信用アンプ、11…超音
波エコー、12…対象物、13…受信用切換器、14…受信用
アンプ、15…Ａ／Ｄ変換器、16…表示装置、17…ケーブ
ル、19…耐熱，耐放射線コントローラー、20…発信用耐
熱，耐放射線切換器、21…発信用耐熱，耐放射線アン
プ、22…受信用耐熱，耐放射線切換器、23…受信用耐
熱，耐放射線アンプ、24，24ａ，24ｂ…真空マイクロ素
子、25…アノード、26…エミッタ、27…ゲート、28…絶
縁層、29，29ａ，29ｂ…直流電源、30…真空空間、31…
負荷抵抗、32…アース、33…圧電素子付き真空マイクロ
素子、Ｕ…増幅領域、Ｖ…スイッチング領域、Ｙ…ゲー
ト入力電圧、Ｙ₁…第１ゲート入力電圧、Ｙ₂…第２ゲ
ート入力電圧、Ｚ…出力電圧。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木健彦神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者長井敏神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者行則富美神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体金属冷却原子炉の原子炉容器内に設
置して液体金属中に浸漬された構造物を超音波により画
像化する監視装置において、直線上または同一平面上に
規則的に配列した超音波の発受信をする多数の圧電素子
からなる超音波センサ部が、前記多数の圧電素子と、各
圧電素子が発受信する信号を増幅する発信及び受信用ア
ンプと、この発信及び受信用アンプに対する信号を切り
替える発信及び受信用切替器と、これら発信及び受信用
切替器を制御するコントローラとからなり、前記発信及
び受信用アンプや発信及び受信用切替器とコントローラ
等がいずれも耐熱，耐放射線性で前記圧電素子に近接し
て設けたことを特徴とする超音波画像化装置。
【請求項２】前記超音波センサ部において、前記超音
波を発信をする多数の圧電素子へ供給する信号を増幅す
る発信用アンプが、耐熱，耐放射線性の真空マイクロ素
子からなることを特徴とする請求項１記載の超音波画像
化装置。
【請求項３】前記超音波センサ部において、前記超音
波を受信をする多数の圧電素子からの信号を増幅する受
信用アンプが、耐熱，耐放射線性の真空マイクロ素子か
らなることを特徴とする請求項１記載の超音波画像化装
置。
【請求項４】前記超音波センサ部において、前記多重
伝送された信号を切り替えて各圧電素子へ印加するため
の発信用切替器が、耐熱，耐放射線性の真空マイクロ素
子からなることを特徴とする請求項１記載の超音波画像
化装置。
【請求項５】前記超音波センサ部において、前記各圧
電素子からの信号を切り替えて多重伝送するための受信
用切替器が、耐熱，耐放射線性の真空マイクロ素子であ
ることを特徴とする請求項１記載の超音波画像化装置。
【請求項６】前記多重伝送された信号及び各圧電素子
からの信号を切り替える発信及び受信用切替器を制御す
るコントローラが、耐熱，耐放射線性の真空マイクロ素
子により構成したロジック回路であることを特徴とする
請求項１記載の超音波画像化装置。
【請求項７】前記耐熱，耐放射線性の真空マイクロ素
子からなる発信用アンプと一体に超音波を発受信する圧
電素子を設けたことを特徴とする請求項２記載の超音波
画像化装置。
【請求項８】前記耐熱，耐放射線性の真空マイクロ素
子からなる発信及び受信用アンプと、発信及び受信用切
替器と、コントローラと、超音波を発受信する圧電素子
を集積して一体化したことを特徴とする請求項２乃至請
求項７記載の超音波画像化装置。